微电子器件基础

　　本书是作者在十余年讲授《微电子器件基础》课程的基础上总结、修订、补充而编著的，是作者多年授课经验和从事相关科研工作成果的总结。书中重点介绍PN结二极管、结型晶体管和MOS场效应晶体管这三种基本微电子器件的工作原理和基本特性，并阐述器件特性与结构、材料与工艺参数之间的依赖关系。书中还简要介绍了一些代表性的其他器件如特殊二极管、晶闸管、光电器件和电荷耦合器件等。本书可作为大学本科相关课程的教材，也可供微电子领域的科技及相关专业人员参考。

　　曾云，男，1956年8月出生，湖南芷江人，教授，教育部电子科学与技术教学指导委员会委员，湖南大学微电子研究所所长。主要从事新型和高，性能电子器件和电子器件与集成电路应用方面的教学与研究工作，承担或完成纵、横向科研课题20余项，在国内外学术刊物和国际学术会议上公开发表科研论文130多篇，被国际三大检索系统的SIC、EI和ISTP收录110多篇次，编著正式出版高校教材1本，参编正式出版高校教材3本，合作正式出版著作2本，获国家实用新型专利1项。

第1章 PN结二极管
第1节 PN结杂质浓度分布
1 突变结
2 缓变结
第2节 平衡PN结
1 空间电荷区
2 能带图
3 接触电势差
4 载流子浓度
第3节 PN结空间电荷区电场和电位分布
1 突变结
2 线性缓变结
3 耗尽层近似讨论
第4节 PN结势垒电容
1 突变结势垒电容
2 线性缓变结势垒电容
第5节 PN结直流特性
1 PN结非平衡载流子注入
2 PN结反向抽取
3 准费米能级和载流子浓度
4 直流电流电压方程
5 影响PN结直流特性的其他因素
6 温度对PN结电流电压的影响
第6节 PN结小信号交流特性与开关特性
1 小信号交流特性
2 开关特性
第7节 PN结击穿特性
1 基本击穿机构
2 雪崩击穿电压
3 影响雪崩击穿电压的因素
习题一
第2章 特殊二极管
第1节 变容二极管
1 PN结电容和变容二极管
2 电容电压特性
3 变容二极管基本特性
4 特殊变容二极管
第2节 隧道二极管
1 隧道过程的定性分析
2 隧道几率和隧道电流
3 等效电路及特性
4 反向二极管
第3节 雪崩二极管
1 崩越二极管工作原理
2 崩越二极管的特性
3 几种崩越二极管
4 俘越二极管
5 势越二极管
习题二
第3章 晶体管的直流特性

第1节 晶体管基本结构与放大机理
1 晶体管结构与杂质分布
2 晶体管放大机理
第2节 晶体管直流电流电压方程
1 均匀基区晶体管
2 缓变基区晶体管
第3节 晶体管电流放大系数与特性曲线
1 电流放大系数
2 特性曲线
3 电流放大系数理论分析
4 影响电流放大系数的其他因素
第4节 晶体管反向电流与击穿电压
1 晶体管反向电流
2 晶体管击穿电压
第5节 晶体管基极电阻
1 梳状晶体管基极电阻
2 圆形晶体管基极电阻
习题三
第4章 晶体管频率特性与开关特性
第1节 晶体管频率特性理论分析
1 晶体管频率特性参数
2 共基极电流放大系数与截止频率
3 共射极电流放大系数与频率参数
第2节 晶体管高频参数与等效电路
1 交流小信号电流电压方程
2 晶体管y参数方程及其等效电路
3 晶体管^参数方程及其等效电路
4 晶体管高频功率增益和最高振荡频率
第3节 晶体管的开关过程
1 开关晶体管静态特性
2 晶体管的开关过程
3 晶体管的开关参数
第4节 Ebers—Moll模型和电荷控制方程
1 Ebers—Moll模型及等效电路
2 电荷控制方程
第5节 晶体管开关时间
1 延迟时间
2 上升时间
3 存储时间
4 下降时间
习题四
第5章 晶体管的功率特性
第1节 基区电导调制效应
1 注入对基区栽流子分布的影响
2 大注入对电流放大系数的影响
3 大注入对基区渡越时间的影响
4 大注入临界电流密度
第2节 有效基区扩展效应
1 注入电流对集电结空间电荷区电场分布的影响
2 基区扩展

第3节 发射极电流集边效应
1 基区横向压降
2 发射极有效条宽
3 发射极单位周长电流容量
4 发射极金属条长
第4节 晶体管最大耗散功率
1 耗散功率和最高结温
2 晶体管的热阻
3 晶体管最大耗散功率
第5节 品体管二次击穿和安全工作区
1 二次击穿现象
2 二次击穿的机理和防止二次击穿的措施
3 晶体管的安全工作区(SOA)
习题五
第6章 晶闸管
第1节 晶闸管基本结构与工作原理
1 基本结构及静态分析
2 工作原理
3 电流电压特性
第2节 晶闸管导通特性
1 定性描述
2 导通特性曲线的不同区域
3 影响导通特性的其他因素
第3节 晶闸管阻断能力
1 反向阻断能力
2 正向阻断能力
3 表面对阻断能力的影响
第4节 晶闸管关断特性
1 载流子存储效应
2 改善关断特性的措施
第5节 双向晶闸管
1 二极晶闸管
2 控制极结构及触发
习题六
第7章 MOS场效应晶体管
第l节MOSFET的结构、分类和特性曲线
1 MOSFET的结构
2 MOSFET的类型
3 MOSFEF的特性曲线
第2节 MOSFET的阈值电压
1 阂值电压的定义
2 理想MOSFET阂值电压
3 MOSFET阈值电压
第3节 MOSFET电流电压特性
1 线性工作区电流电压特性
2 饱和工作区电流电压特性
3 击穿区
4 亚阈值区的电流电压关系
第4节 MOSFET的二级效应
1 迁移率变化效应

2 衬底偏置效应
3 体电荷变化效应
第5节 MOSFET的频率特性
1 增量参数
2 小信号特性与等效电路
3 截止频率
第6节 MOSFET的功率特性
1 MOSFET的极限参数
2 功率MOSFET的结构
第7节 MOSFET的温度特性
1 温度对载流子迁移率的影响
2 温度对阈值电压的影响
3 温度对漏源电流的影响
4 温度对跨导和漏导的影响
第8节 MOSFET的小尺寸特性
1 短沟道效应
2 窄沟道效应
3 等比例缩小规则
习题七
第8章 光电器件与电荷耦合器件
第1节 光电效应
1 半导体的光吸收
2 半导体光电效应
第2节 光电池
1 基本结构和主要参数
2 PN结光电池
3 异质结光电池
4 金属一半导体结光电池
5 太阳能电池
第3节 光敏晶体管
1 光敏二极管
2 光敏三极管
3 光敏场效应管
4 光控可控硅
第4节 电荷耦合器件
1 工作原理
2 输入与输出
3 基本特性
4 CCD摄像器件
习题八
附录
一、常用物理常数表
二、锗、硅、砷化镓、二氧化硅的重要性质(300K)
三、硅与几种金属的欧姆接触系数RC
四、锗、硅电阻率与杂质浓度的关系
五、迁移率与杂质浓度的关系
六、扩散结势垒宽度和结电容曲线
参考文献